最近拿到一款主流品牌的電子煙,出于職業(yè)習(xí)慣直接拆機(jī),想看看內(nèi)部充電模塊用的是什么方案。但是首先我們來排查異常問題,燈光打在主板上,我舉著放大鏡,瞇著眼睛找異常。示波器掛上去,電源部分紋波穩(wěn)得有點(diǎn)不對(duì)勁——這板子之前可沒這表現(xiàn)。順著電路捋,手指頭點(diǎn)著一個(gè)個(gè)器件找。電容、電感、MOS管……欸,角落里藏著顆方方正正的芯片,型號(hào)HT4088HA,之前跑電路時(shí)差點(diǎn)把它給漏了。不聲不響的,但示波器上的波形又明擺著和它有關(guān)。
拆開外殼后,PCB板上一顆印著“HT4088HA”絲印的芯片引起了注意——ESOP8封裝,底部帶散熱片,布局緊湊,和周圍的電容、電阻組成了一套簡(jiǎn)潔的充電電路。查了下資料,這是一顆標(biāo)稱“40V耐壓、1.2A線性充電”的管理芯片,主打高可靠性和寬電壓輸入。既然碰到了,那咱們就用最接地氣的測(cè)試方式,看看它的實(shí)際表現(xiàn)到底如何。
一、初見芯片:小巧封裝暗藏大能量
拆開電子煙外殼,PCB板上一顆巴掌大的芯片格外顯眼——HT4088HA,采用的是ESOP8封裝,8個(gè)引腳整齊排列,底部還帶著一塊散熱片。這種封裝在便攜設(shè)備里很常見,省空間還能輔助散熱。
對(duì)照PCB走線一眼就能理清關(guān)鍵引腳的作用:
VCC腳接充電電源輸入,實(shí)測(cè)時(shí)我們直接外接可調(diào)電源;
BAT腳連電子煙電池,充電電流從這里輸出;
PROG腳焊了一顆1KΩ的電阻到地,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這應(yīng)該是用來設(shè)定充電電流的;
CHRG和STDBY腳各接了一顆LED燈,用來顯示充電狀態(tài),亮滅變化直接反映芯片工作階段。
二、極限耐壓挑戰(zhàn):40V輸入穩(wěn)如磐石
芯片標(biāo)稱“40V輸入耐壓”,我們直接拉滿測(cè)試:
常規(guī)電壓測(cè)試:先接5V標(biāo)準(zhǔn)USB電壓,芯片瞬間啟動(dòng),CHRG紅燈亮起,開始正常充電,用萬用表測(cè)BAT腳輸出穩(wěn)定,沒出現(xiàn)波動(dòng)。
高壓沖擊測(cè)試:把輸入電壓逐步升到32V、40V,芯片依然穩(wěn)穩(wěn)工作,充電電流保持穩(wěn)定,LED指示燈狀態(tài)正常。期間用示波器監(jiān)測(cè)VCC腳電壓,沒有出現(xiàn)尖峰毛刺,說明芯片的高壓耐受性確實(shí)靠譜。
過壓保護(hù)觸發(fā):當(dāng)電壓調(diào)到6.8V時(shí),突然發(fā)現(xiàn)CHRG燈滅了,充電停了——這是芯片的**過壓保護(hù)(OVP)**啟動(dòng)了!趕緊把電壓降到6.4V,芯片立刻恢復(fù)充電,紅燈重新亮起。實(shí)測(cè)證明,當(dāng)輸入超過6.7V時(shí)芯片會(huì)自動(dòng)“罷工”保護(hù),低于6.5V又能快速恢復(fù),這對(duì)防止劣質(zhì)充電器損壞設(shè)備太重要了。
三、充電全流程實(shí)測(cè):三段式充電的精準(zhǔn)控制
找了一塊電壓只剩2.8V的電子煙電池,全程記錄充電過程:
涓流補(bǔ)電階段:剛接上電池,PROG腳電壓只有0.1V,對(duì)應(yīng)充電電流約100mA(剛好是額定電流的1/10)。這是芯片在給虧電電池“慢補(bǔ)”,避免大電流沖擊損壞電芯,直到電池電壓升到2.9V,電流開始飆升。
恒流快充階段:當(dāng)電池電壓突破2.9V,PROG腳電壓穩(wěn)定在1V,充電電流直接拉到1A(和PROG電阻1KΩ的設(shè)定值完全匹配)。用示波器測(cè)BAT腳電壓,以穩(wěn)定斜率上升,說明恒流控制精準(zhǔn),這階段是充電速度最快的時(shí)候。
恒壓浮充階段:當(dāng)電池電壓接近4.2V,充電電流開始逐漸下降,進(jìn)入“恒壓模式”——芯片會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)電流,保持電池電壓穩(wěn)定在4.2V左右,直到電流降到200mA(額定電流的1/5),CHRG燈熄滅,STDBY綠燈亮起,充電完成。
整個(gè)過程和芯片的三段式充電邏輯完全一致,從補(bǔ)電到快充再到浮充,每一步都銜接得很絲滑,沒有出現(xiàn)電流跳變或電壓波動(dòng)。
四、溫度控制實(shí)測(cè):過熱自動(dòng)降流的安全感
用1A電流連續(xù)充電30分鐘,用熱成像儀測(cè)芯片表面溫度,最高摸到了65℃左右(室溫25℃),雖然有點(diǎn)燙手,但遠(yuǎn)沒到芯片的145℃熱保護(hù)閾值。
為了測(cè)試熱調(diào)節(jié)功能,我們給芯片貼了個(gè)加熱片模擬高溫環(huán)境:當(dāng)芯片溫度升到140℃時(shí),充電電流從1A降到了0.6A,溫度下降后又自動(dòng)回升到1A。這說明芯片內(nèi)部的熱反饋機(jī)制確實(shí)在工作,能自動(dòng)“減負(fù)”避免過熱損壞,對(duì)電子煙這種小空間設(shè)備來說,散熱設(shè)計(jì)太關(guān)鍵了。
五、多重保護(hù)實(shí)測(cè):給電池穩(wěn)穩(wěn)的安全感
電池反接測(cè)試:故意把電池正負(fù)極接反,兩顆LED燈全滅,用萬用表測(cè)電池漏電流只有0.3mA,遠(yuǎn)低于損壞閾值。把電池正接回去,芯片立刻重啟充電流程,完全沒受影響——反接保護(hù)功能確實(shí)硬核。
欠壓鎖定測(cè)試:把輸入電壓降到3.4V,芯片直接進(jìn)入休眠模式,充電停止;電壓升到3.6V時(shí),又自動(dòng)喚醒充電,這能避免在低電壓環(huán)境下無效充電,節(jié)省電能。
手動(dòng)停機(jī)測(cè)試:把CE腳接地,充電瞬間停止,CHRG燈熄滅;接回VCC后,充電立刻恢復(fù),這個(gè)功能方便用戶隨時(shí)控制充電啟停,比如電子煙的充電開關(guān)就是基于這個(gè)設(shè)計(jì)的。
實(shí)測(cè)總結(jié):靠譜的充電“心臟”
從拆機(jī)到實(shí)測(cè),HT4088HA給我的最大感受就是“穩(wěn)”:
40V高壓輸入不慌,過壓、反接等極端情況都能從容應(yīng)對(duì);
三段式充電邏輯清晰,電流電壓控制精準(zhǔn),既保證充電速度又保護(hù)電池;
溫度調(diào)節(jié)和多重保護(hù)功能,給電子煙這類便攜設(shè)備上了雙保險(xiǎn)。
如果你的設(shè)備需要一款耐壓高、功率足、安全性強(qiáng)的充電芯片,HT4088HA絕對(duì)是個(gè)值得考慮的選擇——畢竟實(shí)測(cè)出來的性能,比規(guī)格書里的參數(shù)更有說服力。
審核編輯 黃宇
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